¿En qué consiste la técnica del fracturamiento hidráulico?

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Hola amigos de la comunidad hive.

En esta oportunidad quiero compartir con todos ustedes este post en el que tratare el tema referente a la técnica del fracturamiento hidráulico, tomando en cuenta que la ingeniería de petróleo también tiene sus aportes en lo que a esta técnica se refiere, todo con la intención de aumentar la producción de petróleo en los yacimientos no convencionales o los que no pueden tener una producción por flujo natural.

Introducción

La fracturación hidráulica dentro de los conocimientos de la ingeniería y la industria petrolera es una técnica que se encuentre en el orden de la estimulación de pozos, cuando me refiero a la estimulación de pozos hago referencia a todas aquellas técnicas que son usadas para estimular al yacimiento a que realice aportes de producción de petróleo.

Como tema principal a explicar en este post está el de poder explicar la técnica del fracturamiento hidráulico, pero también el de explicar y describir los diferentes usos de dicha técnica y toda la polémica involucrada que gira alrededor de esta técnica, tomando en cuenta que esta polémica puede ser explicada desde el punto de vista científico y de la ingeniería.

Fracturamiento hidráulico

El fracturamiento hidráulico es una técnica que básicamente consiste en bombear un fluido especial hacia la formación en el subsuelo, todo con la intención de generar unas microfracturas a la roca que carece de porosidad y permeabilidad y con dicha fracturar lograr que el petróleo pueda migrar fácilmente y sea explotado comercialmente.

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Lo que hace tan especial a esta técnica es que el bombeo del fluido se realiza a altas presiones, el fluido puede estar preparados con agua y ciertos aditivos como arenas y algunos apuntalantes, como lo mencione anteriormente, este fluido llega a alta presión al medio rocoso causando unas grietas que hacen que el hidrocarburo pueda fluir más fácilmente.

En este proceso quizás muchos de ustedes se puedan preguntar lo siguiente:

¿Qué pasa una vez se detiene el bombeo del fluido hidráulico fracturante?

Si tomamos en cuenta la preparación del fluido hidráulico es importante mencionar que el fluido lleva en su preparación algunos apuntalantes y arena cuyo objetivo primordial es mantener abiertas las fracturas realizadas en las rocas, para que de esta forma la producción de petróleo y gas natural no se detengan cuando se detiene el bombeo del fluido hidráulico.

¿Cómo es la actuación mecánica de la roca en el subsuelo cuando es sometida a altas presiones?

El estudio de la mecánica es muy influyente para conocer la forma en que se da la fracturación de la roca en el subsuelo, ya que la roca se suprime en yacimientos que están a altas profundidades, existen algunos mecanismos geológicos que junto con la presión ejercida por el fluido inyectante que terminan fracturando a la roca, por lo que se tiene que tener un sentido de orientación y aplicabilidad en la inyección del fluido fracturante en comparación con el estado natural de la geología del yacimiento al que se la va a realizar el bombeo de fluido fracturante.

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Como se puede observar en la imagen anterior se tienen todas las líneas de bombeo del fluido que se va a bombear al yacimiento, para este caso la compañía de servicio es Halliburton, es importante el estudio de la mecánica que puede llegar a actuar desde el punto geológico de los estratos y las presiones que actúan sobre él, de esta forma se puede estimar la presión operacional de bombeo.

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En la imagen anterior también se puede visualizar que la operación de bombeo está en curso, razón por la cual el personal de operaciones de bombeo está chequeando las líneas de flujo para supervisar de que no exista alguna fuga i que de alguna conexión no esté funcionando bien.

Es importante resaltar que a nivel de ingeniería todo lo que es el bombeo del fluido de fracturación hidráulica es sometido a un diseño, en el que se involucran todas las operaciones y la descripción de las mismas.

¿Qué elementos se deben considerar en este proceso?

Realmente lo que se busca cuando se fractura una formación petrolera o gasífera es la de estimular el yacimiento productor, razón por la cual se toman elementos de importancia para maximizar la producción de petróleo y gas natural mediante la adquisición de fuentes de agua que son esenciales para la preparación del fluido que se bombea para fracturar la formación, también se deben perforar y construir pozos que son los que servirán como pozos inyectores.

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Antes de empezar el trabajo operacional de bombeo es necesario tener preparada la logística del agua con el que se preparara el fluido especial que será bombeado a la formación que necesita de la estimulación.

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Conclusión y preocupaciones de salud pública

No son todos los países que tienen entre sus prácticas el uso de la técnica de la fracturación hidráulica (fracking), sin embargo países como Estados Unidos y otros países que cuentan con formaciones geológicas cuyos yacimientos petrolíferos son no convencionales han tomado como mecanismo para aumentar su producción la técnica de la fracturación hidráulica.

No está completamente demostrado el impacto negativo y ambiental que pueda tener esta técnica, sin embargo se atribuye a la contaminación de los acuíferos superficiales la aplicación de esta técnica, en caso de que sea afirmativa esta suposición, voy a dar una opinión muy personal basado en mis conocimientos de ingeniería de petróleo y una corta experiencia en la industria como ingeniero de operaciones de perforación.

Si el fluido que se bombea al subsuelo lleva en su preparación un conjunto surfactantes y diluyentes químicos de los cuales no se tenga un control puede que tenga un impacto ambiental negativo, pero desde mi perspectiva es más por la forma en cómo se prepara el fluido que es bombeado hacia el subsuelo que por la aplicación de la misma técnica.

En caso de que la ingeniería y la ciencia avanzan en un futuro no tan lejano para optimizar el proceso y se logre una fórmula de un fluido para la estimulación de dichos yacimientos que sea con productos biodegradables creo que se mejorará mucho con este tema de salud pública e impacto ambiental negativo.

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El otro factor que se debe considerar es el de ingeniería, es decir el diseño de las operaciones de inyección deben ser más precisas para poder estimar los valores correctos de presión de bombeo y de caudal total de bombeo del fluido fracturante.

Desde el punto de vista de la ciencia y la ingeniería mientras se traten estos temas con la sinceridad del caso, puede que esta técnica ayude a aumentar la producción de petróleo en los que se amerite.

Referencias

Fracturamiento hidráulico, una técnica con futuro y polémica

Todo sobre el fracking

Fracturación hidráulica

Fluidos para Fracturamiento Hidráulico (Parte I)

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